内容正文:
广州奥林匹克中学2025学年第一学期高二年级1月期末模拟考试题
化学学科
本试卷由选择题和非选择题两部分,共100分。考试时间75分钟。
附部分原子相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 S-32 Fe-56 Ti-48
第一部分 选择题(共44分)
一、选择题(本部分共16小题,1~10题每小题2分,11~16题每小题4分,共44分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。多选、错选均不得分。)
1. 下列化学用语不正确的是
A. 总共含有3个能级的能层符号:M
B. 中子数为20的氯原子:
C. 基态原子最高能级电子云轮廓图:
D. 的结构示意图:
2. 下列关于物质的结构或性质及解释均正确的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
键角:
N的电负性大于C
B
稳定性:HF>HCl
HF分子间氢键强于HCl分子间作用力
C
酸性:
电负性:F>Cl
D
在中的溶解度比在水中的大
和都是非极性分子,是极性分子
A. A B. B C. C D. D
3. 元素周期表中硒元素的数据见图,下列说法正确的是
A. 硒元素的质量数为78.96
B. 基态硒原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4
C. 基态硒原子的4p能级有4个未成对电子
D. 硒原子的最高化合价为+4
4. 下列表达式正确的是
A. 基态氮原子的价电子轨道表示式为
B. 基态As原子的电子排布式为
C. 基态溴原子的价电子排布式为
D. 基态的价电子排布式为
5. 乙二醇(结构如图所示)可用于生产汽车的防冻液,下列说法正确的是
A. 乙二醇中既含有非极性共价键,又含有极性共价键
B. 乙二醇不能形成分子内氢键
C. 基态碳原子核外有5种不同运动状态的电子
D. 基态氧原子的轨道表示式为
6. 工业上常利用和合成尿素,该可逆反应分两步进行,整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 为合成尿素反应的中间产物
B. 反应Ⅰ逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能
C. 反应Ⅱ是放热反应
D. 的
7. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 唾液可以使淀粉水解速率加快
B. 打开碳酸饮料瓶盖时产生气泡
C. CO中毒的病人进入高压氧舱中接受治疗
D. 氯水中加入粉末以提高氯水中的浓度
8. 一定量的铁粉和水蒸气在一个容积可变的密闭容器中进行反应:。下列条件能使该反应的化学反应速率增大的是
A. 增加铁粉的质量 B. 保持体积不变,充入,使体系压强增大
C. 将容器的体积缩小一半 D. 保持压强不变,充入,使容器的体积增大
9. 保险粉又称连二亚硫酸钠,可用作纺织工业的漂白剂、脱色剂、脱氯剂。工业上用电解溶液得到(如图所示,M、N均为惰性电极),下列说法正确的是
A. M电极上的电极反应式为
B. 为强电解质,为弱电解质
C. b为电源负极,N电极上发生氧化反应
D. 该电解池工作时,能量的转化形式为化学能转化为电能
10. 设阿伏加德罗常数为,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中的氧原子数目为
B. 含有的中子数为
C. 常温下,溶液中由水电离出的数目为
D. 的溶液中数目为
11. 在25℃时,下列说法正确的是
A. 的醋酸溶液稀释100倍,
B. 向氨水中加入稀硫酸至,此时
C. 溶液中,离子浓度大小关系为:
D. 同浓度的①②溶液,
12. 二氧化碳加氢可用于合成甲醇,其反应为,该反应分两步进行,反应过程中能量变化示意图如图1所示。图2表示反应中某个物理量随温度和压强的变化关系,下列说法正确的是
A. 总反应的决速步为
B. Y可能为的体积分数
C. 若Y表示的平衡转化率,则
D. 若Y表示的体积分数,则单位体积内活化分子数:
13. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一、下列说法正确的是
A. 在常温下,的溶液中能大量存在:、、、
B. 水溶液中的电离方程式:
C. 锅炉除垢转化为
D. 表示燃烧热的热化学方程式:
14. 、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素,、的基态原子能级上各有两个未成对电子,与同主族,原子能层只有一个电子,其余能层全充满。下列说法不正确的是
A. 电负性: B. 原子半径:
C. 第一电离能: D. W元素位于ds区
15. 分别表示酸的电离常数、水的离子积常数、溶度积常数,下列判断正确的是
A. 室温下向的醋酸溶液中加入水稀释后,溶液中不变
B. 室温下,说明的电离度一定比的大
C. 时,均为4的盐酸和溶液中不相等
D. 两种难溶电解质做比较时,越小的电解质,其溶解度一定越小
16. 常温下,用0.1000 mol·L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L 溶液,所得滴定曲线如图,下列说法中正确的是
A. 点①所示溶液中:
B. 点②所示溶液中:
C. 点③所示溶液中:
D. 点②所示的溶液中:
非选择题(共56分)
二、非选择题(本部分共4道题)
17. 现有属于前四周期的元素A、B、C、D、E、F六种元素,原子序数依次增大。A元素的价电子构型为;C元素为最活泼的非金属元素;D元素正三价阳离子的3d轨道为半充满状态;E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子;F元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)D元素在周期表中的位置_____,基态的价层电子轨道表示式是_____。
(2)E元素位于元素周期表的_____区,该元素的基态原子简化的电子排布式为_____。
(3)与B同周期的所有元素中,第一电离能大于B的有_____种。
(4)请写一个能证明非金属性C强于B的化学反应方程式_____。
(5)离子的空间结构是_____。F元素可能的性质_____ (填字母)。
A. 其单质可做半导体材料 B. 其电负性大于磷
C. 其原子半径大于锗 D. 其第一电离能小于硒
18. 钛合金是航空航天工业的重要材料,某小组以钛铁矿粉(主要成分为,还含有少量的MgO)和金红石矿粉()为原料制备Ti等产品的一种工艺。在实验室也可利用如下图装置制备粗产品(炭粉是足量的)。
(1)若用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气,写出A中发生反应的离子反应方程式:_______________。
(2)C装置中的试剂是_________。
(3)从环境保护角度考虑,本实验存在不足,请提出改进措施:__________________。
(4)测定样品中纯度。取2.000g样品,在酸性条件下充分溶解,加入适量铝粉将还原为。过滤并洗涤,将所得滤液和洗涤液合并配制成250mL溶液。取25.00mL所配溶液于锥形瓶中,滴加几滴KSCN溶液,用0.1000mol/L 标准溶液滴定,将转化成,重复操作3次,平均消耗24.80mL 标准溶液。
①判断达到滴定终点的操作和现象是__________________________________________。
②中铁元素的化合价为______,该样品中的质量分数为______。
③若其他操作都正确,盛装标准溶液的滴定管没有润洗,则测得结果将______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
19. 甲烷、甲醇()、甲醛(HCHO)等含有一个碳原子的物质称为“一碳”化合物,广泛应用于化工、医药、能源等方面,研究“一碳”化合物的化学称为“一碳”化学。
(1)已知:反应Ⅰ: ,
反应Ⅱ: ,
则反应Ⅲ: ______。
(2)工业上合成甲醇的反应: ,在一个密闭容器中,充入1mol CO和2mol 发生反应,测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①压强______(填“大于”或“小于”),该反应达到平衡的标志是______(填标号)。
A.反应速率
B.容器内CO和物质的量之比为1:2
C.混合气体的质量不再变化
D.混合气体的平均摩尔质量不再变化
②a点条件下,的平衡转化率为________(保留三位有效数字),该温度下达到平衡后,在容积不变的条件下再充入 CO和 ,平衡______(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(3)在体积为1L的恒容密闭容器中,起始,发生反应Ⅱ制取甲醇,如图表示反应Ⅱ在起始投料比【投料比】分别为a、b时,的平衡转化率随温度变化的关系
①投料比:a______b。(填“>”、“<”或“=”)
②310℃时,已知投料比a=4,求N点平衡常数______。(保留两位有效数字)
(4)甲醇()是重要的化工原料及能源物质,如图是甲醇燃料电池工作原理示意图。
b电极的电极反应式为__________________________________。
(5)电化学法还原制乙烯,在强酸性溶液中通入,用惰性电极进行电解可制得乙烯。其原理如图所示:
阴极电极反应式为_________________________。
20. 铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等的氧化物,从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示:
已知:最高价铬酸根在酸性介质中以存在,在碱性介质中以存在;最高价钒酸根在酸性介质中以存在,在碱性介质中以存在。
回答下列问题:
(1)铬的基态价电子轨道表示式为___________。
(2)“煅烧”步骤钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐,其化学式分别为________、________。
(3)水浸渣中主要成分为______,“沉淀”步骤调pH到弱碱性,所得滤渣Ⅰ为______。
(4)“分离钒”步骤调pH到弱酸性,若酸性太强,可溶于稀硫酸,反应的化学方程式为___________________________________。
(5)“还原”步骤中加入溶液还原,反应的离子方程式为_____________________。已知25℃时,的,为了使沉淀完全,溶液的pH应调至______。
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广州奥林匹克中学2025学年第一学期高二年级1月期末模拟考试题
化学学科
本试卷由选择题和非选择题两部分,共100分。考试时间75分钟。
附部分原子相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 S-32 Fe-56 Ti-48
第一部分 选择题(共44分)
一、选择题(本部分共16小题,1~10题每小题2分,11~16题每小题4分,共44分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。多选、错选均不得分。)
1. 下列化学用语不正确的是
A. 总共含有3个能级的能层符号:M
B. 中子数为20的氯原子:
C. 基态原子最高能级电子云轮廓图:
D. 的结构示意图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.第三电子层共3个能级,能层符号为M,故A正确;
B.中子数为20的氯原子的质量数为37,该原子表示为,故B正确;
C.基态原子最高能级为3s,电子云轮廓图球形,故C错误;
D.核外有10个电子,结构示意图为,故D正确;
选C。
2. 下列关于物质的结构或性质及解释均正确的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
键角:
N的电负性大于C
B
稳定性:HF>HCl
HF分子间氢键强于HCl分子间作用力
C
酸性:
电负性:F>Cl
D
在中的溶解度比在水中的大
和都是非极性分子,是极性分子
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.键角的原因是分子中N原子有1对孤电子对,孤电子对的斥力大于成键电子对,压缩了成键电子对的夹角,与N、C电负性大小无直接关系,A错误;
B.氢化物的稳定性属于化学性质,由分子内共价键的键能决定,非金属性,键键能大于键,故更稳定,与分子间作用力、氢键无关,B错误;
C.电负性,的吸电子能力强于,使得中羧基的羟基极性更强,更易电离出,故酸性,C错误;
D.根据相似相溶原理,非极性溶质易溶于非极性溶剂,极性溶质易溶于极性溶剂,和都是非极性分子,是极性分子,故在中的溶解度比在水中的大,D正确;
故选D。
3. 元素周期表中硒元素的数据见图,下列说法正确的是
A. 硒元素的质量数为78.96
B. 基态硒原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4
C. 基态硒原子的4p能级有4个未成对电子
D. 硒原子的最高化合价为+4
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据表格数据可知硒元素的相对原子质量为78.96,不能说其质量数是78.96,A错误;
B.Se是34号元素,根据构造原理可知基态硒原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4,B正确;
C.基态硒原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4,由于p能级有3个能量相同的轨道,原子核外电子总是尽可能成单排列,而且自旋方法相同,这种排布使原子能量最低,处于温度状态,则基态硒原子的4p能级有2个未成对电子,C错误;
D.根据基态硒原子的电子排布式[Ar]3d104s24p4,可知基态硒原子的价层电子排布式为4s24p4,则硒原子的最高化合价为+6,D错误;
故合理选项是B。
4. 下列表达式正确的是
A. 基态氮原子的价电子轨道表示式为
B. 基态As原子的电子排布式为
C. 基态溴原子的价电子排布式为
D. 基态的价电子排布式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态氮原子的价电子排布式为2s22p3,根据洪特规则和泡利原理得到基态N原子价电子轨道表示式为 ,A错误;
B.As为35号元素,位于第四周期第ⅤA族,基态As原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,B正确;
C.溴位于第四周期第ⅦA族,属于p区元素,价电子排布式为4s24p5,C错误;
D.金属原子形成离子时先去外层电子,故基态Fe2+的价电子排布式为3d6,D错误;
故答案为:B。
5. 乙二醇(结构如图所示)可用于生产汽车的防冻液,下列说法正确的是
A. 乙二醇中既含有非极性共价键,又含有极性共价键
B. 乙二醇不能形成分子内氢键
C. 基态碳原子核外有5种不同运动状态的电子
D. 基态氧原子的轨道表示式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙二醇中含有非极性共价键,还含有、、等极性共价键,既含非极性共价键又含极性共价键,A正确;
B.乙二醇的两个羟基可通过单键旋转至合适位置,能够形成分子内氢键,B错误;
C.碳为6号元素,基态碳原子核外有6个电子,每个电子运动状态均不同,共有6种不同运动状态的电子,C错误;
D.基态氧原子能级有4个电子,根据洪特规则,电子应优先分占不同轨道且自旋平行,正确轨道表示式为,题给轨道表示式不符合洪特规则,D错误;
故选A。
6. 工业上常利用和合成尿素,该可逆反应分两步进行,整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 为合成尿素反应的中间产物
B. 反应Ⅰ逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能
C. 反应Ⅱ是放热反应
D. 的
【答案】C
【解析】
【详解】A.是反应Ⅰ的生成物,同时是反应Ⅱ的反应物,属于合成尿素反应的中间产物,A正确;
B.活化能为反应物到过渡态的能量差,由图可知反应Ⅰ逆反应的活化能(中间产物到反应Ⅰ峰值的能量差)大于反应Ⅱ正反应的活化能(中间产物到反应Ⅱ峰值的能量差),B正确;
C.反应Ⅱ的生成物总能量高于反应物总能量,属于吸热反应,C错误;
D.焓变等于生成物总能量与反应物总能量的差值,总反应的,D正确;
故选C。
7. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 唾液可以使淀粉水解速率加快
B. 打开碳酸饮料瓶盖时产生气泡
C. CO中毒的病人进入高压氧舱中接受治疗
D. 氯水中加入粉末以提高氯水中的浓度
【答案】A
【解析】
【详解】A.唾液里含有唾液淀粉酶,它在常温下能很快使淀粉分解为葡萄糖,相当于加入催化剂使反应速率加快,不涉及平衡移动,不能用勒夏特列原理来解释,故A正确;
B.碳酸饮料中存在二氧化碳的溶解平衡,打开碳酸饮料,压强减小,二氧化碳逸出,能用勒夏特列原理解释,故B错误;
C.CO中毒血液中存在化学平衡CO(g)+Hb(O2)⇌O2(g)+Hb(CO),将一氧化碳中毒者放入高压氧舱,增大氧气浓度,会使平衡逆向移动,让CO失去和血红蛋白结合的机会,能用勒夏特列原理解释,故C错误;
D.氯气溶于水的反应是一个可逆反应:Cl2+H2O⇌HClO+H++Cl-,加入碳酸钙后,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙而减小c(H+),平衡正向移动,则c(HClO)增大,能用勒夏特列原理解释,故D错误;
故选A。
8. 一定量的铁粉和水蒸气在一个容积可变的密闭容器中进行反应:。下列条件能使该反应的化学反应速率增大的是
A. 增加铁粉的质量 B. 保持体积不变,充入,使体系压强增大
C. 将容器的体积缩小一半 D. 保持压强不变,充入,使容器的体积增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.铁粉为固态,增加铁粉的量不影响化学反应速率,A不符题意;
B.体积不变充入N2,体系压强增大,但N2不参加反应,体系内H2、H2O(g)的浓度不变,化学反应速率不变,B不符题意;
C.将容器的体积缩小一半,体系内H2、H2O(g)的浓度增大,反应速率增大,C符合题意;
D.压强不变充入N2,容器的体积增大,体系内H2、H2O(g)的浓度减小,反应速率减小,D不符题意。
答案选C。
9. 保险粉又称连二亚硫酸钠,可用作纺织工业的漂白剂、脱色剂、脱氯剂。工业上用电解溶液得到(如图所示,M、N均为惰性电极),下列说法正确的是
A. M电极上的电极反应式为
B. 为强电解质,为弱电解质
C. b为电源负极,N电极上发生氧化反应
D. 该电解池工作时,能量的转化形式为化学能转化为电能
【答案】C
【解析】
【分析】工业上用电解NaHSO3溶液得到Na2S2O4,硫元素的化合价从+4价降到+3价,得到电子,则M电极作阴极,接电源负极,即b为电源负极;N电极作阳极,接电源正极,即a为电源正极;据此分析解答。
【详解】A.M电极上电解NaHSO3溶液得到Na2S2O4,硫元素化合价降低,得到电子,电极反应式为,A错误;
B.NaCl和NaHSO3均为易溶的钠盐,二者均为强电解质,B错误;
C.根据分析,b为电源负极,N电极作阳极,失去电子,发生氧化反应,C正确;
D.该电解池工作时,能量的转化形式为电能转化为化学能,D错误;
故选C。
10. 设阿伏加德罗常数为,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中的氧原子数目为
B. 含有的中子数为
C. 常温下,溶液中由水电离出的数目为
D. 的溶液中数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.标准状况下,SO3不是气体,不能用气体摩尔体积计算标准状况下,11.2LSO3中的氧原子数目,故A错误;
B.1个56Fe中含有的中子数为56-26=30,5.6g56Fe的物质的量为0.1mol,因此5.6g56Fe含有的中子数为3NA,故B正确;
C.溶液体积未知,无法计算常温下,溶液中由水电离出的H+数目,故C错误;
D. 溶液中会水解,因此的溶液中数目小于NA,故D错误;
故选B。
11. 在25℃时,下列说法正确的是
A. 的醋酸溶液稀释100倍,
B. 向氨水中加入稀硫酸至,此时
C. 溶液中,离子浓度大小关系为:
D. 同浓度的①②溶液,
【答案】C
【解析】
【详解】A.醋酸为弱电解质,稀释过程中电离平衡正向移动,会额外电离出,故的醋酸溶液稀释100倍后,A错误;
B.溶液时,根据电荷守恒,可得,与选项表述相反,B错误;
C.属于强碱弱酸盐,发生水解使溶液显碱性,且水解程度微弱,故离子浓度大小关系为,C正确;
D.电离出的会抑制的水解,同浓度的两种溶液中:①<②,与选项表述相反,D错误;
答案选C。
12. 二氧化碳加氢可用于合成甲醇,其反应为,该反应分两步进行,反应过程中能量变化示意图如图1所示。图2表示反应中某个物理量随温度和压强的变化关系,下列说法正确的是
A. 总反应的决速步为
B. Y可能为的体积分数
C. 若Y表示的平衡转化率,则
D. 若Y表示的体积分数,则单位体积内活化分子数:
【答案】C
【解析】
【详解】A.正反应的活化能越大反应速率越慢,最慢的一步是整个反应的决速步骤,则总反应的决速步为,A错误;
B.根据图1可知反应物的总能量高于生成物总能量,为放热反应,在其他条件相同下,升高温度平衡逆向移动,n(CO2)增大,CO2体积分数随着温度升高而增大,则Y不可能为CO2(g)的体积分数,B错误;
C.若Y表示H2的平衡转化率,该正反应是气体体积减小,相同温度下,增大压强平衡正向移动,即压强越大H2的平衡转化率越大,则p1>p2>p3,C正确;
D.若Y表示H2O(g)的体积分数,则H2O(g)的体积分数越大即生成物浓度越大,代表反应正向进行越完全,故p1>p2>p3,温度不变,增大压强,单位体积内活化分子数增多,则单位体积内活化分子数:a>b>c,D错误;
故选C。
13. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一、下列说法正确的是
A. 在常温下,的溶液中能大量存在:、、、
B. 水溶液中的电离方程式:
C. 锅炉除垢转化为
D. 表示燃烧热的热化学方程式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.的溶液呈碱性,与不能大量共存,A错误;
B.多元弱酸的电离是分步的,,B错误;
C.CaSO4微溶于水,在大量碳酸根离子存在的环境可转化为难溶的CaCO3,C正确;
D.热化学方程式必须注明状态,D错误;
故选C。
14. 、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素,、的基态原子能级上各有两个未成对电子,与同主族,原子能层只有一个电子,其余能层全充满。下列说法不正确的是
A. 电负性: B. 原子半径:
C. 第一电离能: D. W元素位于ds区
【答案】C
【解析】
【分析】、的基态原子能级上各有两个未成对电子,电子排布式为和,、原子序数依次增大,则为C元素,为O元素;在与之间,则为N元素;与同主族,则为P元素;原子能层只有一个电子,其余能层全充满, 根据,的原子总数为29,则为Cu元素。
【详解】A.同周期主族元素自左到右电负性增大,则电负性:,A正确;
B.同周期主族元素自左到右原子半径减小,同主族自上到下原子半径增大,则原子半径:,B正确;
C.N元素原子轨道为,处于半充满稳定状态,第一电离能大于O元素,C错误;
D.Cu元素处在元素周期表中第四周期族,属于ds区,D正确;
答案选C。
15. 分别表示酸的电离常数、水的离子积常数、溶度积常数,下列判断正确的是
A. 室温下向的醋酸溶液中加入水稀释后,溶液中不变
B. 室温下,说明的电离度一定比的大
C. 时,均为4的盐酸和溶液中不相等
D. 两种难溶电解质做比较时,越小的电解质,其溶解度一定越小
【答案】A
【解析】
【详解】A.=,Ka和Kw均不变,故不变,故A正确;
B.电离度与溶液的浓度、电离常数、温度等都有关,仅由电离常数无法比较电离度,故B错误;
C.水的离子积适用于酸、碱、盐溶液,一定温度下,水的离子积是常数,25℃时,盐酸和溶液中相等,故C错误;
D.只有具有相同结构的难溶物(如AgCl、AgBr、AgI)Ksp小的溶解度小,而不同结构的 (如Ag2SO4和AgI)Ksp小的溶解度不一定小,故D错误。
答案选A。
16. 常温下,用0.1000 mol·L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L 溶液,所得滴定曲线如图,下列说法中正确的是
A. 点①所示溶液中:
B. 点②所示溶液中:
C. 点③所示溶液中:
D. 点②所示的溶液中:
【答案】A
【解析】
【分析】点①是加入了10ml的NaOH,此时溶液中有CH3COONa和CH3COOH共存,物质的量之比为1:1,点②是pH=7的点,此时溶液显中性,但醋酸没有完全反应,点③是加入NaOH溶液20ml,正好完全反应生成醋酸钠正盐,溶液显碱性。
【详解】A.点①是CH3COONa和CH3COOH物质的量之比为1:1,存在电荷守恒和物料守恒,c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(OH-)、2c(Na+)= c(CH3COO-)+c(CH3COOH),由于此时溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),得出,故A正确;
B.点②溶液呈中性,但是醋酸过量,,故B错误;
C.点③溶液是醋酸钠溶液,醋酸根离子水解显碱性,但氢离子和氢氧根离子都是少量离子,正确的离子关系是,故C错误;
D.点②溶液呈中性,离子关系是,故D错误;
答案选A。
非选择题(共56分)
二、非选择题(本部分共4道题)
17. 现有属于前四周期的元素A、B、C、D、E、F六种元素,原子序数依次增大。A元素的价电子构型为;C元素为最活泼的非金属元素;D元素正三价阳离子的3d轨道为半充满状态;E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子;F元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)D元素在周期表中的位置_____,基态的价层电子轨道表示式是_____。
(2)E元素位于元素周期表的_____区,该元素的基态原子简化的电子排布式为_____。
(3)与B同周期的所有元素中,第一电离能大于B的有_____种。
(4)请写一个能证明非金属性C强于B的化学反应方程式_____。
(5)离子的空间结构是_____。F元素可能的性质_____ (填字母)。
A. 其单质可做半导体材料 B. 其电负性大于磷
C. 其原子半径大于锗 D. 其第一电离能小于硒
【答案】(1) ①. 第四周期Ⅷ族 ②.
(2) ①. ds ②. [Ar]3d104s1
(3)3 (4)2F2+2H2O=4HF+O2
(5) ①. 正四面体 ②. A
【解析】
【分析】现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F六种元素,原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn+1,则A的价电子排布为2s22p3,A是N元素;C元素为最活泼的非金属元素,C是F元素,则B为O元素,D元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,D是Fe元素;E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,E是Cu元素;F元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,F是As元素。
【小问1详解】
①D是Fe元素,铁为26号元素,位于元素周期表的第四周期Ⅷ族,故答案为:第四周期Ⅷ族;
②D是Fe元素,Fe2+的价层电子排布式为3d6,则基态Fe2+的价层电子轨道表示式为:;
【小问2详解】
①E是Cu元素,价电子排布为3d104s1,位于元素周期表的ds区;
②该元素的基态原子简化的电子排布式为:[Ar]3d104s1;
【小问3详解】
B为O元素,与O元素同周期的所有元素中,第一电离能大于O元素的有N、F、Ne,所以有3种元素;
【小问4详解】
证明非金属性C强于B,可利用置换反应,化学反应方程式为:2F2+2H2O=4HF+O2;
【小问5详解】
①根据价层电子对理论,离子中中心原子硼原子价层电子对为4,为sp3杂化,没有孤电子对,所以空间构型为正四面体型;
②A.As元素在金属和非金属分界线附近,其单质可作为半导体材料,故A项正确;
B.同周期元素从上到下电负性减小,As电负性小于P,故B项错误;
C.同周期元素从左到右,原子半径依次减小,As原子半径小于锗,故C项错误;
D.As原子4p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能As大于硒,故D项错误;
故答案为:A。
18. 钛合金是航空航天工业的重要材料,某小组以钛铁矿粉(主要成分为,还含有少量的MgO)和金红石矿粉()为原料制备Ti等产品的一种工艺。在实验室也可利用如下图装置制备粗产品(炭粉是足量的)。
(1)若用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气,写出A中发生反应的离子反应方程式:_______________。
(2)C装置中的试剂是_________。
(3)从环境保护角度考虑,本实验存在不足,请提出改进措施:__________________。
(4)测定样品中纯度。取2.000g样品,在酸性条件下充分溶解,加入适量铝粉将还原为。过滤并洗涤,将所得滤液和洗涤液合并配制成250mL溶液。取25.00mL所配溶液于锥形瓶中,滴加几滴KSCN溶液,用0.1000mol/L 标准溶液滴定,将转化成,重复操作3次,平均消耗24.80mL 标准溶液。
①判断达到滴定终点的操作和现象是__________________________________________。
②中铁元素的化合价为______,该样品中的质量分数为______。
③若其他操作都正确,盛装标准溶液的滴定管没有润洗,则测得结果将______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)
(2)浓硫酸 (3)用收集法、燃烧法处理尾气中的CO
(4) ①. 当加入最后半滴标准溶液,溶液由无色变红色,且半分钟内不褪色 ②. +3 ③. 99.2% ④. 偏高
【解析】
【分析】由实验装置图可知,装置A为氯气发生装置,若用高锰酸钾和浓盐酸反应制备,不需要加热;制得的中含有和水蒸气,装置B中盛装饱和食盐水用于除去,装置C中盛装浓硫酸用于干燥;装置D为的发生装置,反应原理为:;装置E为冷凝收集的装置;装置F中盛装碱石灰,用于吸收多余的并防止空气中的水蒸气进入E中使水解。
【小问1详解】
若用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气,高锰酸根离子将氯离子氧化为氯气,自身被还原为锰离子,反应的离子方程式为:。
【小问2详解】
由分析可知,装置C的作用是干燥氯气,故C装置中的试剂是浓硫酸。
【小问3详解】
装置D中反应会生成气体,有毒且不能被F中的碱石灰吸收,直接排放会污染环境,故改进措施为:在F装置后增加点燃装置或用气球收集尾气(用收集法、燃烧法处理尾气中的)。
【小问4详解】
① 当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由无色变为红色,且半分钟内不褪色;
② 在中,化合价为+1,化合价为-2,根据化合物中正负化合价代数和为0,可得铁元素的化合价为+3。滴定反应中,被还原为,被氧化为,根据电子守恒可得关系式:。溶液中消耗的,则溶液中,该样品中的质量分数为:。
③ 盛装标准溶液的滴定管没有润洗,会导致标准溶液被残留在滴定管内壁的水稀释,浓度偏小,滴定时消耗的标准溶液体积偏大,从而导致测得结果偏高。
19. 甲烷、甲醇()、甲醛(HCHO)等含有一个碳原子的物质称为“一碳”化合物,广泛应用于化工、医药、能源等方面,研究“一碳”化合物的化学称为“一碳”化学。
(1)已知:反应Ⅰ: ,
反应Ⅱ: ,
则反应Ⅲ: ______。
(2)工业上合成甲醇的反应: ,在一个密闭容器中,充入1mol CO和2mol 发生反应,测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①压强______(填“大于”或“小于”),该反应达到平衡的标志是______(填标号)。
A.反应速率
B.容器内CO和物质的量之比为1:2
C.混合气体的质量不再变化
D.混合气体的平均摩尔质量不再变化
②a点条件下,的平衡转化率为________(保留三位有效数字),该温度下达到平衡后,在容积不变的条件下再充入 CO和 ,平衡______(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(3)在体积为1L的恒容密闭容器中,起始,发生反应Ⅱ制取甲醇,如图表示反应Ⅱ在起始投料比【投料比】分别为a、b时,的平衡转化率随温度变化的关系
①投料比:a______b。(填“>”、“<”或“=”)
②310℃时,已知投料比a=4,求N点平衡常数______。(保留两位有效数字)
(4)甲醇()是重要的化工原料及能源物质,如图是甲醇燃料电池工作原理示意图。
b电极的电极反应式为__________________________________。
(5)电化学法还原制乙烯,在强酸性溶液中通入,用惰性电极进行电解可制得乙烯。其原理如图所示:
阴极电极反应式为_________________________。
【答案】(1)+34.5
(2) ①. 小于 ②. AD ③. 66.7% ④. 正向
(3) ①. < ②. 0.78
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
已知反应Ⅰ:;
反应Ⅱ:;
根据盖斯定律,将反应Ⅱ减去反应Ⅰ即可得到反应Ⅲ:,因此 ;
【小问2详解】
① 该反应正向是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动, 的体积分数减小。由图可知,相同温度下 对应的 体积分数大于 ,说明 压强较小,即 ;
A.速率之比等于化学计量数之比,即 ,若 ,则 ,说明正逆反应速率相等,达到平衡,A符合题意;
B.起始充入 和 的比例为 ,反应消耗比例也为 ,故任何时刻两者物质的量之比均为 ,不能作为平衡标志,B不符合题意;
C.根据质量守恒,混合气体总质量始终不变,不能作为平衡标志,C不符合题意;
D.混合气体总质量不变,但总物质的量在反应过程中不断减小,当平均摩尔质量不再变化时,说明总物质的量不再变化,达到平衡,D符合题意;
故选AD;
② 设反应消耗了 ,则消耗 ,生成 。平衡时 为 , 为 ,总物质的量为 。由 a 点 的体积分数为 ,得 ,解得 。 的平衡转化率为 ; 此时容器内各物质的物质的量为:,,,设体积为 ,平衡常数 。再充入 和 后,浓度商 ,故平衡正向移动;
【小问3详解】
① 增大一种反应物的浓度,可以提高另一种反应物的转化率。相同温度下,投料比 越大, 的转化率越高。图2中曲线 b 的 转化率高于曲线 a,故投料比 ;
② 时,投料比 ,起始 ,则 。N点 转化率为 ,消耗 和 ,生成 和 。容器体积为 ,平衡时各物质的浓度分别为:,,,。平衡常数 ;
【小问4详解】
b电极通入氧气,发生还原反应,作原电池的正极。在硫酸提供的酸性环境下,氧气得电子结合氢离子生成水,电极反应式为 ;
【小问5详解】
阴极发生还原反应, 得电子被还原为乙烯。在强酸性溶液中, 结合 生成 和 ,根据电荷守恒和原子守恒,电极反应式为 。
20. 铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等的氧化物,从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示:
已知:最高价铬酸根在酸性介质中以存在,在碱性介质中以存在;最高价钒酸根在酸性介质中以存在,在碱性介质中以存在。
回答下列问题:
(1)铬的基态价电子轨道表示式为___________。
(2)“煅烧”步骤钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐,其化学式分别为________、________。
(3)水浸渣中主要成分为______,“沉淀”步骤调pH到弱碱性,所得滤渣Ⅰ为______。
(4)“分离钒”步骤调pH到弱酸性,若酸性太强,可溶于稀硫酸,反应的化学方程式为___________________________________。
(5)“还原”步骤中加入溶液还原,反应的离子方程式为_____________________。已知25℃时,的,为了使沉淀完全,溶液的pH应调至______。
【答案】(1) (2) ①. ②.
(3) ①. 氧化铁 ②.
(4)
(5) ①. ②. 5
【解析】
【分析】加入和后通空气煅烧使铬钒渣中各成分被氧化为最高价氧化物,然后水浸,将不溶的除去。再加入稀硫酸调pH,使转化为沉淀除去。再引入和,与发生双水解反应,形成硅酸沉淀,与形成磷酸镁沉淀,达到除去硅和磷的目的。再通过调pH值,使V转化为沉淀。最后将还原为,并在碱性环境下转化为沉淀。
【小问1详解】
铬元素为第24号元素,位于第四周期,第VIB族,价层电子排布式为3d54s1,用轨道表示式表示为:;
【小问2详解】
最高价钒酸根在碱性介质中以存在,故其化学式为;最高价铬酸根在碱性介质中以存在,故其化学式为;
【小问3详解】
氧化铁不溶于氢氧化钠溶液,故水浸渣的主要成分为氧化铁;氧化铝溶解在强碱性溶液中,以四羟基合铝酸根的形式存在,若将pH值调至弱碱性,则四羟基合铝酸根离子转化为沉淀;
【小问4详解】
最高价钒酸根在酸性介质中以存在,因此V2O5与硫酸反应形成(VO2)2SO4,该反应方程式为:;
【小问5详解】
被还原为Cr3+,Cr由+6价降低到+3价,还原1个需要转移2×3e-,被氧化为,S由+4价升高到+6价,氧化1个需要转移2×2e-,故和的化学计量数之比为2:3,据此写出离子方程式:;已知的,即,当离子浓度小于等于1×10-5 mol/L时,视为沉淀完全, 解得,,即溶液的pH值为5。
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